用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法

摘要

本发明涉及一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法，所述系统包括第一卫星信号采集设备、第二卫星信号采集设备和卫星信号处理设备。本发明实施例通过在观测站和基准站上设置卫星信号采集设备，并且对采集到的卫星载波信号进行实时相位差分处理，以高精度地、实时地对塔筒的形状变化进行监测，同时观测站上只需安装一台卫星信号采集设备即可，节省了风电场建设资金。

权利要求

1.一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统，其特征在于，所述系统包括第一卫星信号采集设备、第二卫星信号采集设备、卫星信号处理设备，所述第一卫星信号采集设备设置于风电场内的预定位置，用于接收指定卫星发射的第一载波信号，参照所述第一载波信号产生第一基准信号，并且将所述第一载波信号和第一基准信号发送给所述卫星信号处理设备，所述第二卫星信号采集设备设置于风力发电机组的机舱上，用于与所述第一卫星信号采集设备同步地接收所述指定卫星发射的第二载波信号，参照所述第二载波信号产生第二基准信号，并且将所述第二载波信号和第二基准信号发送给所述卫星信号处理设备，所述卫星信号处理设备用于根据从所述第一卫星信号采集设备接收到的所述第一载波信号和第一基准信号计算卫星信号的相位修正值，并且根据从所述第二卫星信号采集设备接收到的所述第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对所述第二载波信号的相位值进行修正，并且根据经修正的所述第二载波信号的相位值获取所述第二卫星信号采集设备的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一卫星信号采集设备产生的第一基准信号与所述第一载波信号的初相和频率相同，所述第二卫星信号采集设备产生的第二基准信号与所述第二载波信号的初相和频率相同。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括塔筒状态分析设备，其中，所述卫星信号处理设备还用于将所述第二卫星信号采集设备的三维坐标发送给所述塔筒状态分析设备，所述塔筒状态分析设备根据接收的所述第二卫星信号采集设备的三维坐标确定设置有所述第二卫星信号采集设备的风力发电机组的塔筒的位移。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，所述塔筒状态分析设备包括：第一塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒径向位移状态图，和/或，第二塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的竖直方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二卫星信号采集设备设置在风力发电机组的机舱顶部。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一卫星信号采集设备设置在风电场的防雷区域。

7.一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法，其特征在于，所述方法包括：

卫星信号采集步骤：

通过设置于风电场内的预定位置的第一卫星信号采集设备接收指定卫星发射的第一载波信号，参照所述第一载波信号产生第一基准信号，并且将所述第一载波信号和第一基准信号发送给预定的卫星信号处理设备，以及通过设置于风力发电机组的机舱上的第二卫星信号采集设备与所述第一卫星信号采集设备同步地接收所述指定卫星发射的第二载波信号，参照所述第二载波信号产生第二基准信号，并且将所述第二载波信号和第二基准信号发送给所述卫星信号处理设备，卫星信号处理步骤：通过所述卫星信号处理设备根据从所述第一卫星信号采集设备接收到的所述第一载波信号和第一基准信号计算卫星信号的相位修正值，并且根据从所述第二卫星信号采集设备接收到的所述第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对所述第二载波信号的相位值进行修正，并且根据经修正的所述第二载波信号的相位值获取所述第二卫星信号采集设备的三维坐标。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一卫星信号采集设备产生的第一基准信号与所述第一载波信号的初相和频率相同，所述第二卫星信号采集设备产生的第二基准信号与所述第二载波信号的初相和频率相同。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过预定的塔筒状态分析设备根据所述卫星信号处理设备获取的所述第二卫星信号采集设备的三维坐标确定设置有所述第二卫星信号采集设备的风力发电机组的塔筒的位移。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，所述方法还包括：通过所述塔筒状态分析设备根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒径向位移状态图，和/或，通过所述塔筒状态分析设备根据多次确定的风力发电机组的塔筒的竖直方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二卫星信号采集设备设置在风力发电机组的机舱顶部。

12.根据权利要求7～10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一卫星信号采集设备设置在风电场的防雷区域。

说明书

用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法。

背景技术

[0002] 随着人类对资源的需求不断增加，煤和石油等不可再生能源日益减少，对可再生资源的开发利用已成为大势所趋，风能作为一种可再生资源在人类生活中的地位逐渐提高，风力发电已成为人类大规模开发风能的主要方式。

[0003] 风力发电机组主要包括塔筒、位于塔筒上的机舱、机舱内的发电机以及安装在发电机上的叶片。作为整个风力发电机组的支撑结构，塔筒对机组安全稳定的运行起到关键的作用，但由于风力的作用以及机组运行过程中的偏航、变桨、刹车等操作，使得塔筒在不断的摆动，塔筒的摆动会产生塔筒径向位移和基础沉降等问题，使塔筒的结构产生形变，严重影响了机组的安全运行，如果塔筒的摆动幅度过大，还可能会导致风电机组的倒塌，给企业带来严重的经济损失，因而需要准确、实时地对塔筒的形状变化进行监测。

[0004] 现有技术中对塔筒的监测一般有两种方法：通过安装传感器来进行监测以及利用卫星定位技术进行监测。其中，在通过安装传感器来监测塔筒状态改变的方法中，可使用倾斜传感器或加速度传感器来执行检测。安装倾斜传感器的方法是以塔筒为刚体的假设以及倾斜传感器的倾斜位移为线性为前提进行监测的。然而，由于塔筒的形变是非线性的，因此该方法在监测中易产生较大的误差。安装加速度传感器的方法对获得塔筒运动的加速度进行两次积分得到塔筒的形变，然而通常无法准确获得塔筒运动的初始位置，因此测量精度低。

[0005] 另一方面，在利用卫星定位技术进行监测时，通常使用单个卫星信号接收器来采集定位坐标。由于受限于卫星定位的精度，因此也产生较大的误差。虽然通过增加卫星信号接收器的数量来降低该误差，但安装成本较高，实时性较差。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供的一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法，以对塔筒的形状变化进行实时、较准确的监测。

[0007] 为达到上述目的，本发明实施例提供了一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统，所述系统包括第一卫星信号采集设备、第二卫星信号采集设备、卫星信号处理设备，所述第一卫星信号采集设备设置于风电场内的预定位置，用于接收指定卫星发射的第一载波信号，参照所述第一载波信号产生第一基准信号，并且将所述第一载波信号和第一基准信号发送给所述卫星信号处理设备，所述第二卫星信号采集设备分别设置于风力发电机组的机舱上，用于与所述第一卫星信号采集设备同步地接收所述指定卫星发射的第二载波信号，参照所述第二载波信号产生第二基准信号，并且将所述第二载波信号和第二基准信号发送给所述卫星信号处理设备，所述卫星信号处理设备用于根据从所述第一卫星信号采集设备接收到的所述第一载波信号和第一基准信号计算卫星信号的相位修正值，并且根据从所述第二卫星信号采集设备接收到的所述第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对所述第二载波信号的相位值进行修正，并且根据经修正的所述第二载波信号的相位值获取所述第二卫星信号采集设备的三维坐标。

[0008] 进一步地，所述第一卫星信号采集设备产生的第一基准信号与所述第一载波信号的初相和频率相同，所述第二卫星信号采集设备产生的第二基准信号与所述第二载波信号的初相和频率相同。

[0009] 进一步地，所述系统还包括塔筒状态分析设备，其中，所述卫星信号处理设备还用于将所述第二卫星信号采集设备的三维坐标发送给所述塔筒状态分析设备，所述塔筒状态分析设备根据接收的所述第二卫星信号采集设备的三维坐标确定设置有所述第二卫星信号采集设备的风力发电机组的塔筒的位移。

[0010] 进一步地，所述风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，所述塔筒状态分析设备包括：第一塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒径向位移状态图，和/或，第二塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的竖直方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

[0011] 进一步地，所述第二卫星信号采集设备分别设置在风力发电机组的机舱顶部。

[0012] 进一步地，所述第一卫星信号采集设备设置在风电场的防雷区域。

[0013] 本发明实施例还提供了一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法，所述方法包括：卫星信号采集步骤：通过设置于风电场内的预定位置的第一卫星信号采集设备接收指定卫星发射的第一载波信号，参照所述第一载波信号产生第一基准信号，并且将所述第一载波信号和第一基准信号发送给预定的卫星信号处理设备，以及分别通过设置于风力发电机组的机舱上的第二卫星信号采集设备与所述第一卫星信号采集设备同步地接收所述指定卫星发射的第二载波信号，参照所述第二载波信号产生第二基准信号，并且将所述第二载波信号和第二基准信号发送给所述卫星信号处理设备；卫星信号处理步骤：通过所述卫星信号处理设备根据从所述第一卫星信号采集设备接收到的所述第一载波信号和第一基准信号计算卫星信号的相位修正值，并且根据从所述第二卫星信号采集设备接收到的所述第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对所述第二载波信号的相位值进行修正，并且根据经修正的所述第二载波信号的相位值获取所述第二卫星信号采集设备的三维坐标。

[0014] 进一步地，所述第一卫星信号采集设备产生的第一基准信号与所述第一载波信号的初相和频率相同，所述第二卫星信号采集设备产生的第二基准信号与所述第二载波信号的初相和频率相同。

[0015] 进一步地，所述方法还包括：通过预定的塔筒状态分析设备根据所述卫星信号处理设备获取的所述第二卫星信号采集设备的三维坐标确定设置有所述第二卫星信号采集设备的风力发电机组的塔筒的位移。

[0016] 进一步地，所述风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，所述方法还包括：通过所述塔筒状态分析设备根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒径向位移状态图，和/或，通过所述塔筒状态分析设备根据多次确定的风力发电机组的塔筒的竖直方向的位移绘制所述风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

[0017] 进一步地，所述第二卫星信号采集设备分别设置在风力发电机组的机舱顶部。

[0018] 进一步地，所述第一卫星信号采集设备设置在风电场的防雷区域。

[0019] 本发明实施例提供的一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统和方法，通过在观测站和基准站上设置卫星信号采集设备，并且对采集到的卫星载波信号进行实时相位差分处理，以高精度地、实时地对塔筒的形状变化进行监测，同时观测站上只需安装一台卫星信号采集设备即可，节省了风电场建设资金。

附图说明

[0020] 图1为示出根据本发明实施例一的用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统的示例性示意图；

[0021] 图2为示出塔筒顶部径向位散点图；

[0022] 图3为示出塔筒顶部径向位移实时监测曲线图；

[0023] 图4为示出塔筒实时基础沉降曲线；

[0024] 图5为示出本发明实施例二的用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法的流程图。

具体实施方式

[0025] 本发明提出的总体发明构思是，提供一种用于利用卫星定位技术监测风力发电机组的塔筒状态的技术方案：在风电场内设置基准站，并且在目标风力发电机组的机舱上设置观测站，在基准站和观测站上分别设置有卫星信号采集设备；分别通过在基准站和观测站上设置的卫星信号采集设备来同步接收卫星发射的载波信号并相应地产生基准信号；此后，通过相位差分处理器根据基准站上接收的载波信号和产生的基准信号计算标准的相位修正值，再对从观测站上获得的信号进行相位校正，以根据校正的信号相位值来计算风力发电机组塔筒的定位坐标，从而取得高精度的风力发电机组塔筒的位移数据，克服使用单个卫星信号采集设备采集的信号具有漂移性而产生较大监测误差的问题。

[0026] 下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。

[0027] 实施例一

[0028] 图1为示出根据本发明实施例一的用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统的示例性示意图。

[0029] 参照图1，本发明实施例的用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统包括第一卫星信号采集设备110、多个第二卫星信号采集设备120-1～120-n和卫星信号处理设备130。

[0030] 第一卫星信号采集设备110设置于风电场内的预定位置，如前述的基准站中。优选地，第一卫星信号采集设备110设置在风电场的防雷区域，以避免其受到雷击。

[0031] 此外，基准站(相应地，第一卫星信号采集设备110)的选址有以下几点要求：(1)具有准确的已知坐标，以为后续的处理计算提供参数值。(2)与所监测风电机组有合适的距离，要求基准站周围无高度角超过一定角度阈值的障碍物，以保证采集设备能够接收到信号。该角度阈值优选为10度。(3)基准站周围无卫星信号反射物、高压线、无线发射站、微波站等干扰源，以保证采集设备稳定的接收信号，而不产生过量的杂波。(4)基准站应选在土质坚实、不易破坏的位置，以保证采集设备的安全运行。

[0032] 多个第二卫星信号采集设备120-1～120-n分别设置于风力发电机组100-1～100-n的机舱上，如前述设置在机舱顶部的观测站中。

[0033] 第一卫星信号采集设备110用于接收指定的卫星600发射的第一载波信号，参照第一载波信号产生第一基准信号，并且将第一载波信号和第一基准信号发送给卫星信号处理设备130。多个第二卫星信号采集设备120-1～120-n用于与第一卫星信号采集设备110同步地接收卫星600发射的第二载波信号，参照第二载波信号产生第二基准信号，并且将第二载波信号和第二基准信号发送给卫星信号处理设备130。需要指出，同一个卫星发出同一个的载波信号，但是由于两个接收装置的位置不同，同一时刻接收到的载波信号不同，因此第一载波信号和第二载波信号不同。

[0034] 这里，第一卫星信号采集设备110和卫星信号处理设备130之间的第一传输数据链以及第二卫星信号采集设备120-1～120-n与卫星信号处理设备130之间的第二传输数据链可以为有线亦可以为无线传输方式。优选地，第一传输数据链和第二传输数据链为相同的方式且为相同的传输速率。优选地，第一传输数据链和第二传输数据链的传输速率不应少于9600bit/s。采用相同的传输方式以及相同的传输速率有助于提高卫星信号处理设备130从观测站和基准站接收的信号的同步性。

[0035] 在本实施例中，第一卫星信号采集设备110和第二卫星信号采集设备120-1～120-n均为卫星信号接收器。

[0036] 具体地，假设在零时刻卫星600发出载波信号，该信号会向四处传播。在第一时刻，卫星信号接收器会接收到该信号。从零时刻到第一时刻之间，卫星600一直在发射信号，并且很可能经过了多个周期(整周模糊度N1)，卫星信号接收器无法直接测量出卫星600处载波信号第一时刻的相位。此时，如果对卫星信号接收器进行设定，使其在第一时刻发出一个与卫星600第一时刻发出的第一载波信号的频率和初相均相同的第一基准信号，便可以解决问题。

[0037] 进一步地，假设第一时刻第一卫星信号采集设备110处的卫星信号接收器接收到的第一载波信号的相位为 则 为卫星600零时刻发出的第一载波信号的初相，卫星信号接收器在第一时刻发出一个第一基准信号初相为 则 为第一时刻卫星600发出的第一载波信号的初相，此时卫星信号接收器的观测量就是第一时刻卫星信号接收器产生的第一基准信号的相位 和卫星信号接收器接收到的来自卫星600的载波信号的相位 之差。则此时卫星600到第一卫星信号采集设备110的伪距

[0038]

[0039] 其中，(Xs,Ys,Zs)为卫星600的坐标，(Xp,Yp,Zp)为第一卫星信号采集设备110的坐1
标，此处的卫星信号接收器的观测量 与卫星600到卫星信号接收器的伪距ρ的关系为： 即 其中λ为卫星载波信号的波长， 为
伪距对应的相位。

[0040] 在本实施例中，整周模糊度N1的计算方法并非这一种，还可以选用其他的计算方法，例如，LAMBDA算法、快速模糊度解算法和DC(direct calculation)算法等。

[0041] 同理，假设在第一时刻第二卫星信号采集设备处的卫星信号接收器接收到的第二载波信号的相位为 并发出与第一时刻卫星600发出的第二载波信号频率和相位相同的第二基准信号的初相为

[0042] 进一步地，卫星信号处理设备130根据从第一卫星信号采集设备110接收到的第一载波信号和第一基准信号进行处理得到相位修正值，并且根据从第二卫星信号采集设备120-1～120-n接收到的第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对第二载波信号的相位值进行修正。

[0043] 具体地，卫星信号处理设备130为卫星信号相位差分实时处理器，该处理器对接收到的第二载波信号的相位 和第一基准信号的相位 以及根据基准站的坐标转换成的位置相位 的进行相位差分处理，得到相位差分因子φ，

[0044] 上述公式中，整周模糊度N1可以被认为是以观测站为参考系下的测量的相位差分；本公式中的 t可认为是以基准站参考系下的测量的相位差，即相位差分因子φ是将观测站和基准站两个参考系实现系统统一，也可以认为是对相位差实现整个系统的标准化。

[0045] 进一步地，卫星信号处理设备130对第二载波信号 和第二基准信号 以及相位差分因子φ进行修正，得到观测站处卫星载波信号的相位修正值θ，

[0046] 上述公式中，将标准化后的相位差即相位差分因子φ重新和观测站中得到的伪距对应的相位(即 )相加后，得到的相位修正值θ，即为以基准站为参考系下的卫星到观测站的距离，也就是将参考系从观测站变到了基准站，以提高相位差分的测量精度，使计算结果更为准确。

[0047] 进一步地，卫星信号处理设备130根据经修正的第二载波信号的相位值获取第二卫星信号采集设备的三维坐标。

[0048] 具体地，卫星信号处理设备130对相位修正值θ进行三维坐标变换，得到第二卫星信号采集设备处三维坐标(x，y，z)，其中，(x，y)为水平位移，z为海拔高度。

[0049] 进一步地，本发明实施例的用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统还可以包括塔筒状态分析设备140，卫星信号处理设备130将第二卫星信号采集设备的三维坐标发送给上述塔筒状态分析设备140，该塔筒状态分析设备140根据接收的第二卫星信号采集设备的三维坐标确定设置有第二卫星信号采集设备的风力发电机组的塔筒的位移。

[0050] 进一步地，风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，塔筒状态分析设备140包括：

[0051] 第一塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制风力发电机组的塔筒径向位移状态图；和/或，第二塔筒状态分析单元，用于根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

[0052] 具体地，塔筒径向位移状态图可包括例如，塔筒顶部径向位移散点图和塔筒顶部径向位移实时监测曲线图。

[0053] 图2为示出塔筒顶部径向位散点图。

[0054] 参照图2，塔筒的中心位置定义为(0,0)点，将塔筒顶部中心点的位置定义为(0，0)点(若观测站与塔筒顶部中心点不重合，则以观测站的定位坐标为基准通过平移变换使塔筒顶部中心点的坐标为(0，0))，将正北方向定义为y轴正方向，y轴顺时针90度方向定义为x轴正方向，以此建立塔筒顶部径向位移监测坐标。

[0055] 具体地，图中的最大径向位移范围210是显示塔筒顶部所允许的径向最大位移范围，如果塔筒顶部径向位移散点位于该最大位移范围内成为第一散点220，则塔筒根据其形变回复力可以回到原来的位置(即(0,0)点)；如果该塔筒径向位移散点超过最大位移范围，成为第二散点230，则很可能使塔筒的弹性形变无法回复，使塔筒永久性损坏，此时则需要人工对塔筒进行检修。

[0056] 在本实施例中，上述最大径向位移范围210可以根据塔筒的结构、材料及基础结构进行设定，可以精确到厘米级，例如，1.72米。

[0057] 图3为示出塔筒顶部径向位移实时监测曲线图。

[0058] 参照图3，图中示出了根据卫星定位实时坐标(x，y)得到塔筒顶部径向位移曲线340，其横坐标表示时间，纵坐标表示径向位移，该图表示的意义是，随着时间的推移，塔筒每一时刻的径向位移情况。

[0059] 该图分别示出了危险状态阈值310、维护阈值320和累计维护阈值330。

[0060] 具体地，危险状态阈值310表示：当监测到塔筒顶部径向位移触及到该阈值时，需要对风电机组进行及时操作或采取措施；维护阈值320表示：当监测到塔筒顶部径向位移触及到该阈值，需要对塔筒进行维护；累计维护阈值330表示：当监测到塔筒顶部径向位移触及该阈值累计达到一定次数，则需要对塔筒进行维护工作。

[0061] 优选地，危险状态阈值310、维护阈值320和累计维护阈值330可以根据塔筒的材质、结构、承受的重量、基础结构等因素进行设定。具体地，危险状态阈值310可设置为1.72米，维护阈值320可设置为1.40米，累计维护阈值330可设置为1.00米。

[0062] 在本实施例中，塔筒监测系统还可以包括报警系统，当塔筒顶部径向位移分别触碰到危险状态阈值310、维护阈值320和累计维护阈值330时发出不同的警报。优选地，当塔筒顶部径向位移触碰到危险状态阈值310时系统发出严重警报，触碰到维护阈值320时系统发出一般警报，触碰到累计维护阈值330时系统发出轻微警报。

[0063] 图4为示出塔筒实时基础沉降曲线。

[0064] 参照图4，图中示出了根据卫星定位实时坐标z得到的塔筒实时基础沉降曲线410，其横坐标为时间，纵坐标为基础沉降位移，该图表示的意义是，随着时间的推移，塔筒每一时刻的基础沉降位移情况。

[0065] 图中还示出了塔筒基础沉降的阈值线420，其表示当塔筒的基础沉降位移达到该阈值线时，塔筒下降的严重，这严重影响了机组的正常运行。

[0066] 在本实施例中，塔筒基础沉与风电机组自身重量及地址条件有关，基础沉降的阈值可以精确到微米级。为保证风电机组的安全，基础沉降的阈值可以设为460微米。优选地，系统还可以包括报警系统，当塔筒基础沉超过上述阈值时，报警系统发出严重警报。

[0067] 本发明实施例提供的一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的系统，通过在观测站和基准站上设置卫星信号采集设备，并且对采集到的卫星载波信号进行实时相位差分处理，以高精度地、实时地对塔筒的形状变化进行监测，同时观测站上只需安装一台卫星信号采集设备即可，节省了风电场建设资金。

[0068] 实施例二

[0069] 图5为示出本发明实施例二的用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法的流程图。

[0070] 结合参照图5和图1，在步骤S510，通过设置于风电场内的预定位置的第一卫星信号采集设备110接收指定卫星发射的第一载波信号，参照第一载波信号产生第一基准信号，并且将第一载波信号和第一基准信号发送给预定的卫星信号处理设备；并且分别通过设置于风力发电机组的机舱上的第二卫星信号采集设备120-1～120-n与第一卫星信号采集设备同步地接收指定卫星发射的第二载波信号，参照第二载波信号产生第二基准信号，并且将第二载波信号和第二基准信号发送给卫星信号处理设备。

[0071] 具体地，预定位置为基准站，第一卫星信号采集设备110安装在该基准站，且基准站优选设置在风电场的防雷区域。

[0072] 第二卫星信号采集设备120-1～120-n优选为设置在风力发电机组机舱顶部，以便于接收信号。

[0073] 上述第一卫星信号采集设备110和第二卫星信号采集设备120-1～120-n均可以为卫星信号接收器。

[0074] 在步骤S520，通过卫星信号处理设备130根据从第一卫星信号采集设备110接收到的第一载波信号和第一基准信号计算卫星信号的相位修正值，并且根据从第二卫星信号采集设备120-1～120-n接收到的第二载波信号和第二基准信号以及计算出的相位修正值对第二载波信号的相位值进行修正，并且根据经修正的第二载波信号的相位值获取第二卫星信号采集设备的三维坐标。

[0075] 进一步地，第一卫星信号采集设备110产生的第一基准信号与卫星处的第一载波信号的初相和频率相同，第二卫星信号采集设备120-1～120-n产生的第二基准信号与卫星处的第二载波信号的初相和频率相同。

[0076] 更优地，风力发电机组的塔筒的位移包括水平方向的位移和/或竖直方向的位移，该用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法还可包括：通过塔筒状态分析设备140根据多次确定的风力发电机组的塔筒的水平方向的位移绘制风力发电机组的塔筒顶部径向位移状态图，和/或，通过塔筒状态分析设备140根据多次确定的风力发电机组的塔筒的竖直方向的位移绘制风力发电机组的塔筒基础沉降状态图。

[0077] 本发明实施例提供的一种用于监测风力发电机组的塔筒状态的方法，通过在观测站和基准站上设置卫星信号采集设备，并且对采集到的卫星载波信号进行实时相位差分处理，以高精度地、实时地对塔筒的形状变化进行监测，同时观测站上只需安装一台卫星信号采集设备即可，节省了风电场建设资金。

[0078] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。